题目内容
【题目】将有铜的印刷线路板浸入200 mL氯化铁浓溶液中,有19.2 g铜被腐蚀掉。取出印刷线路板,向溶液中加入16.8 g铁粉,经充分反应,溶液中还存在9.6 g不溶解的物质。(设溶液体积不变)。请回答下列问题:
(1)充分反应后,溶液中存在9.6 g不溶物的成分为____。
(2)充分反应后溶液中一定不存在的金属离子为_____。
(3)比较Fe2+、Fe3+、Cu2+的氧化性大小:______。
(4)试计算最后溶液中Fe2+的物质的量浓度____mol·L-1。
【答案】Cu Fe3+ Fe3+>Cu2+>Fe2+ 6
【解析】
将有铜的印刷线路板浸入FeCl3浓溶液中,有19.2gCu被腐蚀掉,说明发生反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,19.2gCu的物质的量为=0.3mol,则加入铁粉前的溶液中一定含0.3molCuCl2和0.6molFeCl2;
(1)加入的16.8 g Fe粉物质的量为=0.3mol,若加入铁粉前溶液中不含FeCl3,则0.3molFe与0.3molCuCl2恰好完全反应生成0.3molCu(即有19.2g不溶物);现有9.6 不溶物,所以不可能为Fe,只能是Cu;故答案为:Cu;
(2)9.6gCu的物质的量为=0.15mol,根据Cu守恒,溶液中还有0.3mol-0.15mol=0.15molCu2+未反应,Cu能与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,即Cu与Fe3+不共存,则充分反应后的溶液中一定不存在Fe3+;故答案为:Fe3+;
(3)反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2中,Fe3+为氧化剂,Cu2+为氧化产物,同一氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,则氧化性:Fe3+>Cu2+;根据金属活动顺序表,氧化性:Cu2+>Fe2+,所以氧化性由强到弱的顺序为:Fe3+>Cu2+>Fe2+;故答案为:Fe3+>Cu2+>Fe2+;
(4)根据上述分析,加入的铁粉先与氧化性强的Fe3+反应,后与Cu2+发生反应,根据反应Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,生成0.15molCu消耗0.15molFe、同时生成0.15molFeCl2;与Fe3+反应的Fe的物质的量为0.3mol-0.15mol=0.15mol,根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,生成的FeCl2物质的量为0.45mol;则最后溶液中含FeCl2物质的量为0.6mol+0.15mol+0.45mol=1.2mol,则c(Fe2+)=c(FeCl2)==6mol/L;故答案为:6。
【题目】某些氮的化合物是引起大气污染、水体污染和土壤污染原因之一。
I.汽车和工业废气中的氮氧化物是城市空气污染的主要来源。氮氧化物处理通常有下列途径:
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,其反应为2NO(g) +2CO(g)= 2CO2(g) +N2(g)。
①该反应能够正向自发进行,则正反应的ΔH_________0(填“>”或“<”)。
②根据传感器记录某温度下,NO、CO的反应进程,测量所得数据绘制出图1。前1s内平均反应速率v(N2)=__________mol/(L·s);第2s时的X值范围_________________________。
(2)烟气中的氮氧化物(NOx)可与甲烷在一定条件下反应转化为无害成分,从而消除污染。已知
反应 | 反应热(△H/kJ·mol-1) | 平衡常数(K) |
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) | a | K1 |
N2(g)+O2(g)═2NO(g) | b | K2 |
则CH4脱硝的热化学方程式为CH4(g) + 4NO (g)CO2(g) + 2N2(g) + 2H2O (l)ΔH=_________kJ/mol(用a、b表示);平衡常数K3=_________(用K1、K2表示)。
II.氰化钠是一种重要的基本化工原料。“天津港”爆炸中,氰化钠产生泄漏,为了避免给土壤和水体带来污染,消防员通过喷洒双氧水来处理泄漏的氰化钠。
(3)已知:NaCN + H2O2+ H2O=NaHCO3+ NH3↑,用H2O2处理1mol NaCN时,反应中转移电子的物质的量为_________mol(NaCN中C为+2价)。
(4)某兴趣小组检测处理后的氰化钠废水是否达标。
已知:①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。
②Ag++2CN-= [Ag(CN)2]-,Ag++I-= AgI↓,AgI呈黄色,且CN-优先与Ag+反应。
③实验如下:取30.00mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.000×10-4mol/L的AgNO3标准溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为1.50 mL。
④滴定终点的判断方法是_________。
⑤经计算处理后的废水中NaCN的浓度为_________mg/L(保留两位小数),处理后的废水是否达到排放标准:________(填“是”或“否”)
III.工业废水中,含有NaNO2。NaNO2固体外观酷似食盐,误食会中毒。可用电解法将废水中少量的转化为N2以降低其危害。写出在酸性条件下转化为氮气的电极反应式为_____________。